SU939542A1 - Биохимический реактор - Google Patents

Description

(S) БИОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  осуществлени  химических, в частности биохимических процессов с помощью нерастворимых в реакцион ной среде зернистых биокатализаторов, . т.е. иммобилизованных клеток, ферментов , орГанелл.Реакторы дл  проведени  таких процессов наход т применение в микробиологической , пищевой, парфюмерной ю промышленност х при производстве ценных органических-соединений.

Известны биохимические реакторы, содержащие цилиндрический корпус с коаксиально смонтированной мешал- ts кой и  чейки с перфорированными стенками дл  зерен биокатализатора, установленные либо на валу, либо по периферии перемешивающего устройства l 2.20

Недостатком такого типа реакторов  вл етс  их мала  производительность из-за отсутстви  направленного потока реакционной с|уеды через слой зерен

биоката/.изатора и, следовательно, неполное удаление продуктов реакции из зоны катализа и наличие застойных зон.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  биохимический реактор, содержащий цилиндрический корпус и размещенное в нем устройство дл  контактировани  реакционной среды с биокатализаторрм , включающее перфорированHbie  чейки с биокатализатором. . Устройство выполнено в виде барабана с перфорированной поверхностью, на внутренней стороне которой смонтированы  чейки дл  зерен биокатализатора . Барабан снабжен торцовыми стенками с отверсти ми и валом 3j

Claims (3)

1. В известном реакторе организовано направленное течение реакционной среды через слой биока.тализатора. Однако вследствие действи  центробеж-. ных сил происходит уплотнение зерен на перфорированной поверхности барабана , особенно при использовании 5 в качестве носителей систем с ферментативной активностью-полиакрила да, агар-агара, желатина и других носителей, имеющих малую жесткость В результате ухудшаетс  прохождени реакционной среды через слой зерен не полностью удал ютс  продукты реакции из зоны катализа и снижает с  скорость реакции. Это приводит к снижению производительности реак тора. Кроме того, в реакторах тако го типа отсутствуют барботирующие устройства, необходимые при проведении процессов, требующих насыщени  реакционной среды газом, напри мер, при использовании биокатализаторов на основе иммобилизованных клеток. Цель изобретени  - повышение производительности реактора. Дл  достижени  указанной цели в биохимическом реакторе, содержащ цилиндрический корпус и размещенно в нем устройство дл  контактирован реакционной среды с биокатализатором , включающее перфорированные  чейки с биокатализатором, устройс во дл  контактировани  реакционной средь с биокатализатором состоит из цйлиндро-конической неподвижной обечайки и расположенной в ней мешалки, при этом перфорированные  чейки с биокатализатором размещены в несколько  русов внутри обечайки , а в нижней части корпуса установлен барботер дл  подвода га за. На фиг. 1 изображен биохимическ реактор, продольный разрез на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Биохимический реактор содержит цилиндрический корпус 1 с штуцерами 2 и 3 который закрываетс  крыш кой 4 с штуцерами 5 и 6. Внутри корпуса 1 размещено устройство дл  контактировани  реакционной среды с биокатализатором, состо щее из неподвижно установленной ци линдро-конической обечайки 7, в полости которой расположена пропел лерна  мешалка 8 - побудитель осевого движени  реакционной среды. В обечайке 7  русами размещены перфорированные  чейки 9 с зернами биокатализатора 10. Кольцевой барботер 11 установлен на некотором рассто нии от дна реактора по его периферии. Биохимический реактор работает следующим образом. При открытой крышке i загружают биоката изатор 10. Затем закрывают крышку, и через штуцер 5 заполн ют реактор реакционной средой. При вращении пропеллерной мешалки 8 в полости обечайки 7 создаетс  давление , под действием которого реакционна  среда проходит через перфорированные  чейки 9 с биркатализатором 10.-Затем реакционна  среда движетс  в кольцевом пространстве между корпусом 1 и обечайкой 7 в противотоке с газом, поступающим через штуцер 2 в барботер 11. Реакционна  среда, насыщенна  газом, снова засасываетс  в полость обечайки 7. а отработанный газ выходит через штуцер 6. Целевой продукт (;ливают через штуцер 3. Направление движени  реакционной среды показано стрелками на фиг. 1. В предлагаемом биохимическом реакторе организуетс  направленное течение реакционной среды, насыщение ее газом и циркул ци  через слой биокатализатора . Зерна биокатализатора распределены в  чейках тонким слоем, что обеспечивает эффективный контакт среды с ним. Восход щий поток среды поддерживает зерна во взвешенном состо нии, что увеличивает порозность сло , уменьшает гидравлическое сопротивление и тем самым увеличивает объемную скорость реакционной среды, проход щей через биокатализатор. Возрастание объемной скорости ведет к повышению производительности реактора , т.е. позвол ет увеличить количество целевого продукта, получаемого с единицы объема катализатора в единицу времени. Это объ сн етс  тем, что приувеличении скорости потока реагирующа  система в большой мере удалена от состо ни  насыщени  зоны катализа целевым продуктом. Поэтому процесс протекает в области высоких скоростей реакции за счет большой движущей силы, обусловленной разностью концентраций на поверх- , ности зернами в  дре потока. Применение нескольких перфорированных  чеек, расположенных  русами, увеличивает количество биокатализатора в реакторе, а, следовательно, и врем  контакта между реакционной средой и биокатализатором. Промежутки между  русами способствуют восстановлению равномерной структуры потока и поз ,вол ют избежать каналообразовани  и байпасировани . Возрастание порозности зернистого сло , уменьшение его гидравлического сопротивлени  способствуют повы шению объемной скорости реакционной среды, проход щей через слой зерен. Это увеличивает разность концентраци на поверхности зерна и в  дре потока за счет удалени  продуктов реакции из зоны катализа, скорость реакции и позвол ет повысить производительность реактора на 26% по сравнению с известным устройством. Формула изобретени  Биохимический реактор, содержащий цилиндрический корпус и размещенное в нем устройство дл  кон-тактировани  реакционной среды с био катализатором, включающее перфорированные  чейки с биокатализатором отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности устройство дл  .контактировани  реакционной среды с биокатализатором состоит из цилиндро-конической неподвижной обечайки и расположенной в ней мешалки, при этом перфорированные  чейки с биокатализатором размещены в несколько  русов внутри обечайки, а в нижней части корпуса установлен барботер дл  подвода газа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 56593, кл. С 12 В 1/10, 1977.
2. 2.Патент США Н 3767535, кл. 195/116, 1973.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 56867, кл. С 12 В 1/10, 1977 прототип).

   1